| 【発明の名称】 |
フロントライト、液晶表示装置及び電子機器 |
| 【発明者】 |
【氏名】馬場 正武
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| 【要約】 |
【課題】輝度むらの発生を低減し表示品質を向上させる。
【解決手段】フロントライト１は、点状光源２と、点状光源２から放射された光を帯状の光として出射する角柱状の導光体３と、一側端面側から導光体３からの光が入射して面状の照明光を液晶パネル２２へ向けて照射すると共に液晶パネル２２からの反射光を前方へ透過させる光透過性材料からなる平板状の導光板７とを有し、点状光源２は、導光体３の両端部３ａ、３ｂのうち、その端面と筋の延長方向とのなす角のなかで導光体３の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部３ａ側に配置されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 点状光源と、前記点状光源から放射された光を一方の端部側から受光し、受光した光をその長尺方向へ導きながら反射させ屈折させて側面部から略帯状の光を出射する柱状導光体と、前記柱状導光体から出射された光を側端面から受光し、所定の断面形状を有する微細な凹部、凸部又は凹凸部が、筋状模様を繰り返す態様に、かつ筋の延長方向が前記柱状導光体の前記長尺方向と所定の傾斜角をなすように形成され、前記側端面に略垂直なプリズム面で、前記側端面から受光した光を反射させ屈折させて、前記プリズム面に対向する光照射面から面状の光を出射する板状導光体とを備えたフロントライトであって、前記点状光源は、前記柱状導光体の両端部のうち、その端面と前記筋の延長方向とのなす角のなかで前記柱状導光体の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部側に配置されていることを特徴とするフロントライト。
【請求項２】 前記柱状導光体は、前記板状導光体を挟んで互いに対向する両側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のフロントライト。
【請求項３】 前記柱状導光体の両端側のうち、その端面と前記筋の延長方向とのなす角のなかで前記柱状導光体の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部側に、複数の点状光源を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のフロントライト。
【請求項４】 前記プリズム面は、主として側端面を介して入射した光を反射させて、前記光照射面側から出射させるために寄与する反射部と、主として前記光照射面側から入射した光を透過させるために寄与する透過部とを有することを特徴とする請求項１、２又は３記載のフロントライト。
【請求項５】 前記点状光源は、白色発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のフロントライト。
【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１に記載のフロントライトと、前記フロントライトの前記光照射面側に配置され、多数の画素を有する液晶パネルとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】 前記筋の延長方向は、前記画素の配列方向に対して所定の傾斜角をなすように、設定されていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】 請求項６又は７記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、点状光源を用いたフロントライト、該フロントライトを備えた反射型の液晶表示装置及び該液晶表示装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置に比べ明るい場所での視認性に優れるため、特に携帯電話機や、情報携帯端末（ＰＤＡ）、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯用の電子機器に搭載されて用いられる。この反射型の液晶表示装置は、例えば夜間屋外で使用する場合に、充分な周囲光が得られないときに備えて、フロントライトと呼ばれる面照明装置を有している。このフロントライトの光源としては、従来より、蛍光灯等を用いた線状光源が採用されてきた。図１８に示すように、反射型の液晶表示装置１０１において、フロントライト１０２は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の反射型の液晶パネル１０３に対して、観察者に対面することとなる前面側に配置されて、液晶パネル１０３へ照明光を照射する共に、液晶パネル１０３からの反射光を透過させて、観察者に視認させる。
【０００３】このフロントライト１０２は、図１８乃至図２０に示すように、細管状の蛍光灯１０４と、溝形の断面形状を有し蛍光灯１０４の周面の三方を覆って蛍光灯１０４から放射された光を反射させて開放された側から帯状の光を出射させるリフレクタ１０５と、蛍光灯１０４からの直接光やリフレクタ１０５からの反射光を入射側端面１０９で受光し、受光した入射光を液晶パネル１０３側へ反射させると共に液晶パネル１０３側からの反射光を透過させて観察者側へ導く光透過性材料からなる例えば縦長で平板状の導光板１０６とを有している。導光板１０６は、前面側に筋状模様に凹凸が繰り返されて平行な稜線群が形成されたプリズム面１０７を有すると共に、背面側に平面状の光照射面１０８を有し、入射側端面１０９側から蛍光灯１０４からの帯状の光を受光して、入射光を液晶パネル１０３側へ反射させると共に液晶パネル１０３側からの反射光を透過させる。
【０００４】また、プリズム面１０７は、図１９に示すように、例えば、交互に繰り返し形成された急斜面１０７ａと緩斜面１０７ｂとを有している。また、図２０に示すように、入射側端面１０９として、この導光板１０６の４つの側端面のうち、上側の短尺な側端面を選んだ場合、プリズム面１０７は、稜線１１０が蛍光灯１０４の長尺方向に対して右上がりに所定の傾斜角θで傾くように、かつ所定のピッチｐ0で形成されるように、成形される。液晶パネル１０３は、例えばＴＦＴ方式パネルであり、図２１及び図２２に示すように、ＴＦＴ１１１と、透明画素電極１１２とが多数形成され、ＴＦＴ１１１や透明画素電極１１２の上層側には反射層１１３が形成されたＴＦＴ基板１１４と、ＴＦＴ基板１１４と数［μm］の間隙を介して対向して固定され、着色層（カラーフィルタ）１１５が形成された対向基板１１６と、上記間隙に封入された液晶層１１７と、対向基板１１６の外側に配設された偏向板１１８及び四分の一波長板１１９とを有している。
【０００５】ところで、プリズム面１０７の稜線と、液晶パネル１０３の画素配列との重なり方によっては、所定のピッチの平行線群同士の重なりによって生じる干渉縞であるモアレ縞が視認されてしまい、表示品質の劣化を招いてしまう場合がある。このモアレ縞は、プリズム面１０７の稜線１１０の方向と、水平方向又は垂直方向の画素配列方向とがなす角度が僅かにずれている状態で最も目立つ。このため、図２０に示すように、例えば水平方向（この例では、蛍光灯１０４の長尺方向に一致している）に対する稜線１１０の右上がりの傾斜角θを略２３°に設定している。こうした技術は、例えば、田中章著「フロントライトの技術動向」（月刊ディスプレイ、１９９９年６月号ｐ４８〜ｐ５３）や特開２０００−１５５３１５号公報等に記載されている。
【０００６】ところが、光源として蛍光灯を用いる場合は消費電力が多くなり、さらに蛍光灯には点灯のために高電圧を発生させるインバータが不可欠であるので、小型化及び軽量化を図る上でも障害となっている。この省電力化、小型化及び軽量化の要請から、特開２０００−１１７２３号公報等に記載されているように、例えば白色ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる点状光源を導光体を用いて擬似線状光に変換して用いる技術も提案されている。また、バックライトではあるが、特開平１０−２６０４０５号公報にも、ＬＥＤを点状光源として用い擬似線状光に変換する技術が記載されている。
【０００７】次に、例えば上記特開２０００−１１７２３号公報に記載ざれている点状光源を用いたフロントライトについて説明する。このフロントライト２０１は、図２３及び図２４に示すように、例えば白色ＬＥＤからなる点状光源２０２と、点状光源２０２から放射された光を帯状に変換する導光体２０３と、導光体２０３からの帯状の光を受光して、入射光を液晶パネル側へ反射させると共に液晶パネル側からの反射光を透過させて観察者側へ導く光透過性材料からなる平板状の導光板２０４とを有している。なお、フロントライト２０１と液晶パネルとから液晶表示装置を組み立てる際には、フロントライト２０１は、例えば導光体２０３の長尺方向が、液晶パネルの水平な画素配列方向と略一致するように、液晶パネルの前面側に配設される。
【０００８】導光板２０４においては、観察者に対面する表面２０５に筋状模様に平行な多数の溝部２０６が導光体２０３の長尺方向に沿って、すなわち、液晶パネルの画素配列の水平方向に沿って形成され、側端面２０７を介して導光体２０３からの帯状の光を受光して、受光した入射光を表面２０５で裏面２０８側へ反射させて、液晶パネルに照明光を照射すると共に、液晶パネルからの反射光を透過させる。また、光量を増加させるために、図２５に示すように、導光体２０３の両側に点状光源２０２ａ、２０２ｂを配置したフロントライト２０１Ａを用いることも行われる。このように、導光体２０３の片側に点状光源２０２を配置したフロントライト２０１や、導光体２０３の両側に点状光源２０２ａ、２０２ｂを配置したフロントライト２０１Ａは、蛍光灯等を用いた場合と比較して、省電力化、小型化及び軽量化が可能であるために、例えば携帯電話機等に搭載するフロントライトとして有力視されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フロントライト２０１、２０１Ａにおいて、上記導光板２０４の表面２０５に形成された溝部２０６は、導光体２０３の長尺方向（すなわち、水平な画素配列方向）に対して略平行に形成されているので、上述したようなモアレ縞の発生を防ぐことができないために、表示品質の劣化を引き起こしてしまうという問題がある。そこで、発明者は、図２０に示すような例えば水平方向に対してプリズムの稜線１１０が所定の傾斜角θで右上がりに傾斜した導光板１０６を、フロントライト２０１、２０１Ａにおいて、導光板２０４に代えて適用することを考えた。この導光板１０６を、例えば、フロントライト２０１、２０１Ａのうち、蛍光灯に比較的近い擬似線光が得られると考えられたフロントライト２０１Ａ(図２５参照）において、導光板２０４に代えて適用して、発明者は、図２６に示すように、点状光源を用いると共に、導光体において、稜線の延長方向が水平方向に対して所定の角度傾斜するようにプリズム面を形成したフロントライト３０１を試作した。
【００１０】このフロントライト３０１は、図２６乃至図２８に示すように、例えば白色ＬＥＤからなる点状光源３０２ａ、３０２ｂと、点状光源３０２ａ、３０２ｂから放射された光を帯状に変換する導光体３０３と、導光体３０３からの帯状の光を受光して、入射光を液晶パネル３０４側へ反射させると共に液晶パネル３０４側からの反射光を透過させて観察者側へ導く光透過性材料からなる例えば縦長で平板状の導光板３０５とを有している。ここで、点状光源３０２ａ、３０２ｂは、それぞれ、導光体３０３の左側の端部３０３ａ側、右側の端部３０３ｂ側に配置されている。導光板３０５は、前面側に筋状模様に凹凸が繰り返されて平行な稜線群が形成されたプリズム面３０６を有すると共に、背面側に平面状の光照射面３０７を有し、入射側端面３０８側から導光体３０３からの帯状の光を受光して、入射光を液晶パネル３０４側へ反射させると共に液晶パネル３０４側からの反射光を透過させる。また、プリズム面３０６は、図２９に示すように、例えば、交互に繰り返し形成された急斜面３０６ａと緩斜面３０６ｂとを有している。また、図２６に示すように、入射側端面３０８として、この導光板３０５の４つの側端面のうち、上側の短尺な側端面を選んだ場合、プリズム面３０６は、稜線３０９が導光体３０３の長尺方向に対して右上がりに傾斜角θで傾くように、かつ所定のピッチｐ0で形成されるように、成形される。ここで、傾斜角θは、例えば略２３°に設定される。
【００１１】しかしながら、導光板３０５の入射側端面３０８からは略一様に帯状の光が入射するものの、図２６に示すように、導光体３０３の左側、より厳密に言えば、端部３０３ａ側、端部３０３ｂ側のうち、その端面と稜線（筋）の延長方向とのなす角のなかで導光体３０３の中央部に最も近い側の角が鋭角である端部３０３ａ側に配置されている点状光源３０２ａからの入射光は、図２８に示すように、垂直方向ｙよりもやや端部３０３ｂ側に偏って広がり、最も光の強さが大きい主照射方向Ｖは、垂直方向ｙから鋭角の回転角度反時計周りに回転した方向となる。そして、上述したようにモアレ縞解消のために、稜線３０９は、右上がりに略２３°で傾けているので、主照射方向Ｖは、丁度、稜線３０９に略直交した方向となる。
【００１２】このため、図２９に示すように、主照射方向Ｖから入射した光は、急斜面３０６ａに入射すると、略直下方向Ｗに反射する。この反射光は光照射面３０７を透過した後、図２７に示すように、液晶パネル３０４で反射して再び導光板３０５を透過し、フロントライト３０１の前面側から視認されることとなる。このため、特に点状光源３０２ａに近い領域で多数の輝線による筋状の明暗模様が視認されて、表示品質の劣化を引き起こしてしまうという問題がある。さらに、例えば導光板３０５の点状光源３０２ａ側の角部３１０からの入射光の主照射方向Ｖ0も、垂直方向ｙよりもやや端部３０３ｂ側に偏っており、また、点状光源３０２ａ側の長尺な側端面３１１からの光の入射も殆どないために、図２６に示すように、略三角形状の比較的暗い領域３１２が形成されてしまい、輝線を際出させてしまうという問題がある。この多数の輝線による筋状の明暗模様が現れる現象は、図２０に示すような光源として蛍光灯を用いた場合でも、多少は確認されたが、容認できる程度のものであった。これに対して、図２６に示すフロントライト３０１においては、表示品質上支障が生じるものであった。
【００１３】また、例えば携帯電話機に搭載するフロントライトにおいては、表示領域の比較的狭い液晶パネル３０４を照明すれば良いので、１つの点状光源で所定の輝度を確保することが可能な場合があり、さらなる省電力化、小型化及び低コスト化のために、図３０に示すように、１つの点状光源を用いたフロントライト３０１Ａを採用しても良い。ところが、このフロントライト３０１Ａについて、発明者が、試験をしたところ、導光体３０３の両側に点状光源３０２ａ、３０２ｂを配置したフロントライト３０１と同様に、多数の輝線による筋状の明暗模様が視認される場合があることがわかった。すなわち、点状光源を、導光体３０３の左側、より厳密に言えば、端部３０３ａ側、端部３０３ｂ側のうち、その端面と稜線（筋）の延長方向とのなす角のなかで導光体３０３の中央部に最も近い側の角が鋭角である端部３０３ａ側に配置した場合は、上述したフロントライト３０１と同様の不具合が生ずることがわかった。なお、図３１に示すように、導光体３０３と導光板３０５との間に所定の厚さの拡散部材４０１を介在させて、最も光の強さが大きい主照射方向Ｖのピークをなだらかにすることも行われるが、導光板３０５の全体に必要な強度の光が届く範囲でしか主照射方向Ｖのピークを抑えることができないために、拡散が充分に行われず、依然として輝線は視認される。また、主照射方向Ｖのピークを抑えるために、点状光源３０２と導光体３０３とを離隔したとしても、やはり充分な輝度を得られないこととなる。このように、従来は、点状光源の配置位置を考慮に入れていなかったので、輝度むらによる表示品質の劣化を確実に低減することができなかった。
【００１４】この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、輝度むらの発生を確実に低減し表示品質を向上させることができるフロントライト、液晶表示装置及び電子機器を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、点状光源と、上記点状光源から放射された光を一方の端部側から受光し、受光した光をその長尺方向へ導きながら反射させ屈折させて側面部から略帯状の光を出射する柱状導光体と、上記柱状導光体から出射された光を側端面から受光し、所定の断面形状を有する微細な凹部、凸部又は凹凸部が、筋状模様を繰り返す態様に、かつ筋の延長方向が上記柱状導光体の上記長尺方向と所定の傾斜角をなすように形成され、上記側端面に略垂直なプリズム面で、上記側端面から受光した光を反射させ屈折させて、上記プリズム面に対向する光照射面から面状の光を出射する板状導光体とを備えたフロントライトであって、上記点状光源は、上記柱状導光体の両端部のうち、その端面と上記筋の延長方向とのなす角のなかで上記柱状導光体の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部側に配置されていることを特徴としている。
【００１６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のフロントライトに係り、上記柱状導光体は、上記板状導光体を挟んで互いに対向する両側に配置されていることを特徴としている。
【００１７】また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のフロントライトに係り、上記柱状導光体の両端側のうち、その端面と上記筋の延長方向とのなす角のなかで上記柱状導光体の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部側に、複数の点状光源を有していることを特徴としている。
【００１８】また、請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載のフロントライトに係り、上記プリズム面は、主として側端面を介して入射した光を反射させて、上記光照射面側から出射させるために寄与する反射部と、主として上記光照射面側から入射した光を透過させるために寄与する透過部とを有することを特徴としている。
【００１９】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載のフロントライトに係り、上記点状光源は、白色発光ダイオードからなることを特徴としている。
【００２０】また、請求項６記載の発明に係る液晶表示装置は、請求項１乃至５のいずれか１に記載のフロントライトと、上記フロントライトの上記対向面側に配置され、多数の画素を有する液晶パネルとを備えたことを特徴としている。
【００２１】また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の液晶表示装置に係り、上記筋の延長方向は、上記画素の配列方向に対して所定の傾斜角をなすように、設定されていることを特徴としている。
【００２２】また、請求項８記載の発明に係る電子機器は、請求項６又は７記載の液晶表示装置を備えたことを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形態について説明する。
◇実施の形態まず、この発明の一実施の形態であるフロントライトについて述べる。この形態のフロントライトは、点状光源と、点状光源から放射された光を一方の端部側から受光し、受光した光をその長尺方向へ導きながら反射させ屈折させて側面部から略帯状の光を出射する柱状導光体と、柱状導光体から出射された光を側端面から受光し、所定の断面形状を有する微細な凹部、凸部又は凹凸部が、筋状模様を繰り返す態様に、かつ筋の延長方向が柱状導光体の長尺方向と所定の傾斜角をなすように形成され、側端面に略垂直なプリズム面で、側端面から受光した光を反射させ屈折させて、プリズム面に対向する光照射面から面状の光を出射する板状導光体とを備え、点状光源は、柱状導光体の両端部のうち、その端面と筋の延長方向とのなす角のなかで柱状導光体の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部側に配置されている。
【００２４】これにより、板状導光体に入射する入射光のうち、最も光の強さが大きい主照射方向は、板状導光体のプリズム面の筋の延長方向（稜線方向）に対して鋭角をなし、筋の延長方向に対して直交する入射光は比較的弱くなる。プリズム面に対して斜めに入射した光は、入射角が、筋の延長方向に直交する方向から入射する場合と比べて大きくなり、プリズム面で反射する反射光は、その反射角も大きくなり、反射した反射部の直下よりも比較的遠方へ向けて伝播する。これにより、真上方向からプリズム面を観察した場合、特に点状光源近傍で強い光による輝線は視認され難いので、輝度むらの発生を確実に低減し、表示品質を向上させることができる。
【００２５】◇実施例次に、図面を参照して、この発明の一実施例であるフロントライト、液晶表示装置について述べる。図１は、この発明の一実施例であるフロントライトの構成を一部破断して示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は、図１のＢ部を拡大し一部破断して示す平面図、図４は、図３のＣ−Ｃ線に沿った横断面図、図５は、同フロントライトを備えた液晶表示装置の構成を示す断面図、図６乃至図８は、同フロントライトの動作を説明するための説明図、図９は、図８のＤ部を拡大して示す拡大断面図、また、図１０は、同フロントライトの動作を説明するための説明図である。
【００２６】この例のフロントライト１は、図１及び図２に示すように、白色ＬＥＤ等からなる点状光源２と、点状光源２から放射された光を帯状の光として出射する角柱状の導光体（柱状導光体）３と、光入射端面４側から導光体３からの光が入射して光照射面５から面状の照明光を、フロントライト１の後方側に配置された反射型の液晶パネルへ向けて照射すると共に液晶パネルからの反射光をプリズム状に表面加工された平行な稜線群が形成されるプリズム面６から前方へ透過させる光透過性材料からなる縦長の平板状の導光板（板状導光体）７とを有している。また、図１に示すように、光入射端面４として、この導光板７の４つの側端面のうち、上側の短尺な側端面を選んだ場合、プリズム面６は、稜線が導光体３の長尺方向に対して右上がりに所定の傾斜角θで傾くように形成されるように、成形される。
【００２７】導光体３は、導光板７の光入射端面４側に配置され、図３や、横断面図である図４に示すように、例えばアクリル系樹脂等の光透過性材料からなり、導光板７に対面する光出射面３ａ側に対向する対向面３ｂ側にはプリズム状に楔形の凹部８ａが規則的に形成された角柱状透明体８と、角柱状透明体８の導光板７に対面する側を除く三方を覆うように角柱状透明体８に接合し、アルミニウム等の金属や光を反射させる表面に白色膜が塗布された樹脂からなる断面溝形の反射板９とを有し、角柱状透明体８と反射板９との接合箇所のうち凹部８ａが形成された箇所には、空気が閉じ込められた略三角柱状の間隙部１１が形成されている。
【００２８】導光板７は、図２に示すように、例えばアクリル系樹脂製で光透過性の外形矩形の薄板状部材からなり、導光体５に対面する光入射端面４と、共に光入射端面４に略垂直で液晶パネル側に配置される光照射面５及び光照射面５に対向したプリズム面６とを有している。プリズム面６は、図１及び図２に示すように、主として光入射端面４から入射した光を反射させて液晶パネル側に照射するために寄与し、例えば光照射面５に対して比較的急傾斜の反射面（反射部）１２と、主として周囲光を液晶パネル３側へ透過させ、また液晶パネル側からの反射光を前方側に透過させて観察者側に視認させるために寄与し、光照射面５に対し比較的緩傾斜の透過面（透過部）１３とが所定のピッチで周期的に繰り返し形成されてなる凹凸形状を有している。
【００２９】ここで、プリズム面６は、図１に示すように、その筋の延長方向（稜線の方向）が、導光体３の長尺方向ｘに対して反時計周りに所定の傾斜角度θ回転した方向に沿って（すなわち右上がりに）形成されるように、成形されている。そして、この例では、点状光源２は、図１に示すように、導光体３の両端部３ａ、３ｂのうち、その端面と筋の延長方向とのなす角のなかで導光体３の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部３ａ側（すなわち、図１において、左右両側のうち右側）に配置されている。
【００３０】そして、この例のフロントライト１は、図５に示すように、多数の画素が表示領域の水平方向及び水平方向に直交した垂直方向に配列された反射型の液晶パネル２２の観察者に対面する前方側に配置されることにより、液晶表示装置２１を構成する。フロントライト１は、液晶パネル２２へ照明光を出射すると共に液晶パネル２２からの反射光を前方側へ透過させ、観察者に視認させる。ここで、導光体３の長尺方向ｘは、フロントライト２の後方側に配置される液晶パネル２２の画素の互いに直交する２つの配列方向のうち、水平方向に略一致するようにされている。したがって、「従来技術」の項で述べたように、プリズム面６の筋の延長方向（稜線の方向）は、液晶パネル２２の水平方向に対して右上がりに傾斜角度θの方向に沿って形成されている。液晶パネル２２は、外形が矩形状の例えばＴＦＴ方式パネルであり、図５に示すように、ＴＦＴと透明画素電極とが多数形成され、ＴＦＴや透明画素電極の上層側には反射層２３が形成されたＴＦＴ基板２４と、ＴＦＴ基板２４と数［μm］の間隙を介して対向して固定され、着色層（カラーフィルタ）が形成された対向基板２５と、上記間隙に封入された液晶層２６と、対向基板２５の外側に配設された偏向板２７及び四分の一波長板２８とを有している。
【００３１】次に、動作について説明する。まず、点状光源４から放射された光は、図６に示すように、柱状透明体８の内部を伝搬して、反射板９との境界部１４に達し、図７に示すように、一部は柱状透明体８と反射板９との境界面１５で反射し、一部は柱状透明体８と間隙部１１との境界面１６で反射し、一部は柱状透明体８と間隙部１１との境界面１６で屈折し、全体として長尺方向（水平方向）ｘに沿って進行しながら、光入射端面４に略一様に入射する。入射光は、略一様であるものの、図６に示すように、光入射端面４上の任意の入射点Ｑにおいて照射される光は、垂直方向ｙよりもやや端部３ｂ側に偏って広がり、最も光の強度が強い主照射方向Ｒは、垂直方向ｙから所定の鋭角の回転角度時計周りに回転した方向となる。
【００３２】光入射側端面４から入射した光は、図８及び図９に示すように、一部は直接、一部は透過面１３で反射し又は透過して、反射面１２に到達し、この反射面１２で大部分は、光照射面５側に反射して、光照射面５から液晶パネル２２に照明光が照射される。また、反射面１２で僅かに一部は、透過方向へ漏洩光として透過するが、反射面１２に到達した光は反射面１２に対して斜めに入射するために、主照射方向Ｒから反射面１２に入射する光は、図１０に示すように、入射角（反射面１２の法線方向Ｎと入射方向とのなす角）αが、例えば筋の延長方向に直交する方向から入射する場合と比べて大きくなり、入射角に等しく、反射面１２で反射する光の反射角（反射面１２の法線方向Ｎと出射方向とのなす角）βも大きくなり、反射した反射面１２の直下よりも比較的遠方へ向けて伝播する。これにより、真上方向から液晶表示装置２１を観察した場合、特に点状光源４近傍で強い光による輝線は視認され難い。また、従来技術で観察された三角形状の暗部も目立つことはない。
【００３３】光照射面５から出射された光は、液晶パネル２２に照射される。液晶パネル２２に入射した光のうち、偏光板２７を通過した直線偏光は、四分の一波長板２８によって円偏光に変換されて液晶層２６に入射し、反射層２３で反射される際に、例えばオフ状態で液晶層２６が円偏光を変調しない場合は円偏光の回転方向が逆転し、オン状態の場合は円偏光の回転方向を維持する。円偏光が四分の一波長板２８を通過して直線偏光に変換された後は、この直線偏光は、オフ状態では偏光板２７を透過せずに吸収され、オン状態で偏光板２７を透過し、さらに導光板７を透過して視認される。
【００３４】このように、この例の構成によれば、点状光源２は、導光体３の両端部３ａ、３ｂのうち、その端面と筋の延長方向とのなす角のなかで導光体３の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部３ａ側に配置されているので、反射面１２に到達した光は反射面１２に対して斜めに入射するために、主照射方向Ｒから反射面１２に入射する光は、入射角αが、例えば筋の長さ方向に直交する方向から入射する場合と比べて大きくなり、反射面１２で反射する反射光は、その反射角βも大きくなり、反射した反射面１２の直下よりも比較的遠方へ向けて伝播する。これにより、真上方向からフロントライト１（液晶表示装置２１）を観察した場合、特に点状光源４近傍で強い光による輝線は視認され難いので、輝度むらの発生を確実に低減し、表示品質を向上させることができる。また、従来技術で観察された三角形状の暗部も目立つことはないので、輝度むらの発生を一段と確実に低減することができる。また、光源として、点状光源の白色ＬＥＤを用いているので、蛍光灯を用いる場合のように、インバータが不要であるので、フロントライト１及び液晶表示装置２１を省電力化、小型化及び軽量化することができる。したがって、携帯電話機等特に省電力化、小型化及び軽量化が求められる電子機器に適用して好適である。
【００３５】以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、図１１に示すように、導光体３と導光板７との間に拡散部材３１を介在させるようにしても良い。これによって、導光体３から出射される光の方向による強度の偏りを改善することができるので、一段と表示品質を向上させることができる。また、光量を増加させる必要がある場合は、図１２に示すように、導光体３Ａの片側に複数の点状光源３、３を配置したり、図１３に示すように、導光板７の例えば両端辺側に導光体３及び点状光源２を配置するようにしても良い。特に、導光板７の両端辺側に導光体３及び点状光源２を配置した場合は、導光体３から導光板７全体へ必要な光量が行き渡るため、各点状光源３の輝度を抑えて、有害な輝線の発生を一段と低減することができ、かつ、導光板７から液晶パネル２２へ向けて照射される面状照明光の輝度均一性を向上させることができる。
【００３６】また、上述した実施例では、角柱状透明体８の凹部８ａの形状を楔形とした場合について述べたが、凹部８ａの形状を変えて点状光源から得られる帯状光の例えば輝度特性を調整することができる。例えば、図１４に示すように、半円柱状の凹部８ｂとすることによって、点状光源２から間隙部１１Ａへ向かう光は、同一方向であっても、柱状透明体８Ａと間隙部１１Ａとの境界面１６Ａの入射位置によって入射角が異なるので、様々な方向へ反射し又は屈折し、楔形の凹部８ａに比べて均一に拡散させることができる。また、プリズム面を、比較的急傾斜の反射面１２と比較的緩傾斜の透過面１３とを繰り返す形状とする場合について述べたが、図１５に示すように、反射部として対称な楔状の溝部１２Ａ、透過部として平坦部１３Ａを形成するようにして、特に、図１３に示すように、導光板７の両端辺側に導光体３及び点状光源２を配置する場合に適用することによって、光照射面５から照射される面状照明光の輝度均一性を向上させることができる。また、上述した実施例では、点状光源として、白色ＬＥＤを用いる場合について述べたが、白色とは限らず、また、ＬＥＤ以外にも白熱電球等を用いても良い。また、光入射端面４として、導光板７の４つの側端面のうち、短尺な側端面を選んだ場合について述べたが、もちろん長尺な側端面を選んでも良い。
【００３７】また、図１６に示すように、実施例で述べたフロントライト１を備えた液晶表示装置２１を用いて、電子機器としての携帯型情報端末（ＰＤＡ）４１を得ることができ、この携帯型情報端末４１においては、従来よりも表示品質の向上が可能となる。
【００３８】また、フロントライト１を備えた液晶表示装置２１を用いた電子機器として、携帯型情報端末以外に、携帯型パーソナルコンピュータや、ノート型パーソナルコンピュータに適用しても良い。また、図１７に示すように、フロントライト１を備えた液晶表示装置２１を用いて例えば携帯電話機（電子機器）５１を得ることができ、この携帯電話機５１においては、従来よりも表示品質の向上が可能となる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、点状光源は、柱状導光体の両端部のうち、その端面と筋の延長方向とのなす角のなかで柱状導光体の中央部に最も近い側の角が鈍角である端部側に配置されているので、反射部に到達した光は反射部に対して斜めに入射するために、例えば最も光強度の大きい方向から反射部に入射する光は、入射角が、例えば筋の長さ方向に直交する方向から入射する場合と比べて大きくなり、反射部で反射する反射光は、その反射角も大きくなり、反射した反射部の直下よりも比較的遠方へ向けて伝播する。これにより、真上方向からプリズム面を観察した場合、特に点状光源近傍で強い光による輝線は視認され難いので、輝度むらの発生を確実に低減し、表示品質を向上させることができる。また、点状光源を用いているので、蛍光灯を用いる場合のように、インバータが不要であるため、フロントライト、このフロントライトを搭載した液晶表示装置、及びこの液晶表示装置を搭載した電子機器を、省電力化、小型化及び軽量化することができる。したがって、携帯電話機等特に省電力化、小型化及び軽量化が求められる電子機器に適用して好適である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２３７
【氏名又は名称】日本電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月２２日（２０００．１２．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９８３０
【弁理士】
【氏名又は名称】西村 征生
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１９７９１５（Ｐ２００２−１９７９１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年７月１２日（２００２．７．１２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３９１６６９（Ｐ２０００−３９１６６９） |
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